一种超越离合器综合性能试验台的制作方法

本发明涉及一种超越离合器综合性能试验台，适用于机械领域。

背景技术：

目前国内装载机普遍采用二前一后的行星式动力换挡变速器和双涡轮变矩器，作为双涡轮变矩器变速器组成中的重要部件，超越离合器使用寿命短、可靠性差一直是行业倍感棘手的问题。由于受载和工作环境的复杂性，很难查阅到关于超越离合器具体的综合性能信息。因此，如何检测其运转过程中的各种性能并得到相应试验数据，进而对其进行可靠性评估和进一步优化设计，尤显重要。由于试验台需要模拟超越离合器的复杂工况，因此对其液压系统的设计提出了要求。该试验台液压系统不仅需要能够完成加载和驱动的动作，而且要满足大流量、高精度、高温油路的要求。

技术实现要素：

本发明提出一种超越离合器综合性能试验台，该试验台可用于超越离合器质量检验、性能评估、优化设计研究等，对我国工程机械行业的发展具有重要意义。

本发明所采用的技术方案是：

所述试验台总体由液压马达、马达座、上转盘、上压头、超越离合器、左侧液压缸、左侧座、液压泵、下转盘、试验台底座、右侧座、右侧液压缸、压板及工控机组成。因为试验过程中工况的模拟是通过液压马达和液压缸的动作来实现的，所以超越离合器综合性能试验台中由液压马达作为执行件的驱动系统和由液压缸作为执行件的加载系统是该试验台最主要的系统。

由于试验台所需的加载力较大，且交变加载，同时，又要考虑到试验台本身的使用寿命问题，所以冲击力不能太大，否则会影响试验数据的准确性，因此，选择使用液压缸来实现载荷的加载。为了保证液压元件在高温下的密封可靠性，尽量选用结构简单的元件并将内部的密封件都更换为耐热性好的材料。每个液压缸的压力由PLC独立控制，可实现各种载荷的组合，保证加载液压缸组的压力同步。每个液压缸压力由软件控制，根据不同的试验要求可实现不同的载荷组合，液压缸的输出压力经由压力传感器与测控系统形成一个闭环，确保液压缸输出压力在试验设定范围。在做恒值加载实验之前，溢流阀调定试验压力后，液压泵停止工作，蓄能器提供液压缸的保压性能，确保液压缸压力恒定。如果由于泄漏等原因导致蓄能器的工作性能已达不到保压要求，则重新启动电机驱动液压泵，对加载系统补压。

所述试验台的传动系统用联轴器将超越离合器主轴与马达连接，驱动动力由中低速大扭矩液压马达提供。为了保证液压马达在高温下的密封可靠性，尽量选用结构简单的元件并将内部的密封件都更换为耐热性好的材料，各种传感器前端都增加散热器，保证这些测量元件的使用寿命。由于马达排量较大，采用手动变量泵初调和电动变量泵细调相结合的方式，可以实现精确流量值的控制，从而用流量来调节马达转速。整个系统执行元件既要保证互不干扰，又要能协调工作。为实时监测实验过程中超越离合器的回转力矩变化情况，液压马达与超越离合器主轴之间连接有扭矩传感器。

在液压系统的设计过程中为了有效地达到结构紧凑、大流量、高精度、高温的要求，采取了以下措施：管路多采用焊接形式，五路或多路接头进行装配，因而结构紧凑；采用液压泵安装台与液压测试台一体结构，在测试中便于各个阀门的调整，操作方便。采用中低速大扭矩马达，保证液压系统提供稳定的工作压力。由于马达排量较大，采用手动变量泵初调和电动变量泵细调相结合的方式，可以实现流量值的精确控制，从而用流量来准确调节马达转速。由于试验过程中油液温度最高时达100℃以上，为了保证液压元件在高温下的密封可靠性，尽量选用结构简单的元件并将内部的密封件都更换为耐热性好的材料，各种传感器前端都增加散热器，保证这些测量元件的使用寿命。

所述试验台控制系统主要负责液压马达的调速和油缸的加载，油缸的控制主要是载荷大小的控制，系统通过控制油缸压力施加载荷，以S7-300PLC为核心，由液压站、电磁阀、液压缸、压力传感器等组成闭环的加载控制系统一。马达调速通过变量泵调节流量实现，主要是对电动变量泵的伺服控制，以S7—300PLC为核心，由液压站、液压马达、转速传感器等组成闭环控制系统，其中转速传感器集成在液压马达输出端的扭矩传感器中。通过PLC的控制提高了试验台的自动化程度，试验中控制状态和控制方式的切换具有无扰动切换功能。

本发明的有益效果是：该试验台结构简单，系统稳定，操作简单、便于维护，可用于超越离合器质量检验、性能评估、优化设计研究等，对我国工程机械行业的发展具有重要意义。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的试验台总体结构示意图。

图2是本发明的加载系统液压图。

图3是本发明的驱动系统液压原理图。

图4是本发明的液压控制系统图。

图中：1．马达座液压马达；2．上转盘；3．上压头；4．超越离合器；5．左侧液压缸；6．工控机；7．左侧座；8．试验台底座；9．下转盘；10．右侧座；11．液压泵；12．右侧液压缸；13．压板；14．液压马达。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，试验台总体由液压马达、马达座、上转盘、上压头、超越离合器、左侧液压缸、左侧座、液压泵、下转盘、试验台底座、右侧座、右侧液压缸、压板及工控机组成。因为试验过程中工况的模拟是通过液压马达和液压缸的动作来实现的，所以超越离合器综合性能试验台中由液压马达作为执行件的驱动系统和由液压缸作为执行件的加载系统是该试验台最主要的系统。

如图2，由于试验台所需的加载力较大，且交变加载，同时，又要考虑到试验台本身的使用寿命问题，所以冲击力不能太大，否则会影响试验数据的准确性，因此，选择使用液压缸来实现载荷的加载。为了保证液压元件在高温下的密封可靠性，尽量选用结构简单的元件并将内部的密封件都更换为耐热性好的材料。每个液压缸的压力由PLC独立控制，可实现各种载荷的组合，保证加载液压缸组的压力同步。每个液压缸压力由软件控制，根据不同的试验要求可实现不同的载荷组合，液压缸的输出压力经由压力传感器与测控系统形成一个闭环，确保液压缸输出压力在试验设定范围。在做恒值加载实验之前，溢流阀调定试验压力后，液压泵停止工作，蓄能器提供液压缸的保压性能，确保液压缸压力恒定。如果由于泄漏等原因导致蓄能器的工作性能已达不到保压要求，则重新启动电机驱动液压泵，对加载系统补压。

如图3，试验台的传动系统用联轴器将超越离合器主轴与马达连接，驱动动力由中低速大扭矩液压马达提供。为了保证液压马达在高温下的密封可靠性，尽量选用结构简单的元件并将内部的密封件都更换为耐热性好的材料，各种传感器前端都增加散热器，保证这些测量元件的使用寿命。由于马达排量较大，采用手动变量泵初调和电动变量泵细调相结合的方式，可以实现精确流量值的控制，从而用流量来调节马达转速。整个系统执行元件既要保证互不干扰，又要能协调工作。为实时监测实验过程中超越离合器的回转力矩变化情况，液压马达与超越离合器主轴之间连接有扭矩传感器。

在液压系统的设计过程中为了有效地达到结构紧凑、大流量、高精度、高温的要求，采取了以下措施：管路多采用焊接形式，五路或多路接头进行装配，因而结构紧凑；采用液压泵安装台与液压测试台一体结构，在测试中便于各个阀门的调整，操作方便。采用中低速大扭矩马达，保证液压系统提供稳定的工作压力。由于马达排量较大，采用手动变量泵初调和电动变量泵细调相结合的方式，可以实现流量值的精确控制，从而用流量来准确调节马达转速。由于试验过程中油液温度最高时达100℃以上，为了保证液压元件在高温下的密封可靠性，尽量选用结构简单的元件并将内部的密封件都更换为耐热性好的材料，各种传感器前端都增加散热器，保证这些测量元件的使用寿命。

如图4，试验台控制系统主要负责液压马达的调速和油缸的加载，油缸的控制主要是载荷大小的控制，系统通过控制油缸压力施加载荷，以S7-300PLC为核心，由液压站、电磁阀、液压缸、压力传感器等组成闭环的加载控制系统一。马达调速通过变量泵调节流量实现，主要是对电动变量泵的伺服控制，以S7—300PLC为核心，由液压站、液压马达、转速传感器等组成闭环控制系统，其中转速传感器集成在液压马达输出端的扭矩传感器中。通过PLC的控制提高了试验台的自动化程度，试验中控制状态和控制方式的切换具有无扰动切换功能。